Vissa kemiska reaktioner frigör energi genom värme. Med andra ord överför de värme till omgivningen. Dessa kallas exoterma reaktioner - "exo" betyder utsläpp och "termisk" betyder värme. Några exempel på exoterma reaktioner innefattar förbränning (bränning), oxidationsreaktioner som brinnande och neutraliseringsreaktioner mellan syror och alkalier. Många dagliga föremål som handvärmare och självuppvärmningsburkar för kaffe och andra heta drycker undergår exoterma reaktioner.

TL; DR (för länge, läste inte)

För att beräkna mängden värme som släpps ut i en kemisk reaktion, använd ekvationen Q = mc ΔT, där Q är överförd värmeenergi (i joules), m är vätskans massa uppvärmd (i gram), c är vätskans specifika värmekapacitet (joule per gram grader Celsius) och ΔT är vätskans förändring i temperaturen (grader Celsius).

Skillnad mellan värme och temperatur

Det är viktigt att komma ihåg att temperatur och värme inte är den samma sak. Temperaturen är ett mått på hur varmt någonting är - mätt i grader Celsius eller grader Fahrenheit - medan värme är ett mått på den termiska energin i ett objekt uppmätt i joules. När värmeenergin överförs till ett objekt, beror dess temperaturökning på massan av objektet, ämnet objektet är gjord av och mängden energi som överförs till objektet. Ju mer värmeenergi som överförs till ett objekt, desto större ökar temperaturen.

Specifik värmekapacitet

En substans specifika värmekapacitet är den mängd energi som behövs för att ändra temperaturen på 1 kg av ämnet med 1 grad Celsius. Olika ämnen har olika specifika värmekapaciteter, till exempel vätska har en specifik värmekapacitet på 4181 joules /kg grader C, syre har en specifik värmekapacitet på 918 joules /kg grader C och bly har en specifik värmekapacitet på 128 joules /kg grader C.

För att beräkna den energi som krävs för att höja temperaturen hos en känd massa av en substans, använder du ekvationen E = m × c × θ, där E är den energi som överförs i joules, m är massan av ämnena i kg, c är den specifika värmekapaciteten i J /kg grader C och θ är temperaturförändringen i grader C. Exempelvis för att bestämma hur mycket energi som ska överföras för att höja temperaturen på 3 kg vatten från 40 grader till 30 grader C, beräkningen är E = 3 × 4181 × (40 - 30), vilket ger svaret 125,430 J (125,43 kJ).

Beräkna värme frisläppt

Tänk dig att 100 cm3 av en syra blandades med 100 cm3 av en alkali, då ökades temperaturen från 24 grader C till 32 grader C. För att ca Lculate mängden värme som frigörs i joules, det första du gör är att beräkna temperaturförändringen, ΔT (32 - 24 = 8). Därefter använder du Q = mc ΔT, dvs Q = (100 + 100) x 4,18 x 8. Delar den specifika värmekapaciteten för vatten, 4181 joules /kg grader Celsius med 1000 för att få siffran för joules /g grader C. Svaret är 6 688, vilket innebär att 6688 joules värme släpps.